视网膜疾病中抑制小胶质细胞活性的药物治疗进展

杜婷，曹晗煜，李凡，曹霞，王茜，马林昆

（1.昆明医科大学第二附属医院，云南 昆明；2.昆明医科大学基础医学院，云南 昆明；3. 云南省阜外医院，云南 昆明）

0 引言

哺乳动物视网膜是大脑的延伸，源自早期胚胎发育期间的前脑的外翻。与大脑一样，视网膜由不同类型的神经元和神经胶质细胞组成。视网膜神经元包括神经节细胞，无长突细胞，水平细胞，双极细胞和光感受器。Müller 细胞，星形胶质细胞和小胶质细胞构成视网膜中不同类型的神经胶质细胞[1]。由delRio-Hortega（1932）首次描述的小胶质细胞是中枢神经系统（CNS）的免疫活性细胞。

1 视网膜与小胶质细胞

在视网膜中，小胶质细胞的起源仍然是一个争论的问题，并且归因于两个来源。在发育中的人类视网膜中，据报道小胶质细胞前体从视神经头和睫状体这两个来源侵入视网膜； 在血管发生开始之前来自睫状体的细胞进入视网膜，而当视网膜血管已经发育时，来自视神经乳头的细胞进入视网膜[2]。从视乳头进入视网膜的小神经胶质细胞被认为是巨噬细胞谱系，因为它们表达CD68，S22（巨噬细胞抗原）抗原，CD45，MHC I 和MHC II 抗原。来自睫状体的小胶质细胞表达CD45，MHC I 和MHC II 抗原，但缺乏巨噬细胞标记物CD68 和S22[2]。由于小胶质细胞从侵入视网膜后便一直存在于视网膜，并且在未成熟和成熟的视网膜中具有神经保护和有害的作用。从Rathnasamy 等人的报道可知，一方面视网膜小胶质细胞通过吞噬功能、免疫功能、神经保护、突触修剪、维持视网膜稳态等功能维持视网膜的结构与功能，另一方面活化后的小胶质细胞在各种视网膜疾病中发挥关键作用[1]。

小胶质细胞作为神经病理学传感器，不断参与视网膜组织微环境的监测。视网膜实质中的任何细微改变，特别是与视网膜神经细胞凋亡和变性有关，都会引发小胶质细胞的激活，导致其形态学转化和增强的功能活动[1]。临床和实验研究均表明活化的小胶质细胞出现在各种进展的视网膜疾病中。事实上，小胶质细胞的激活被认为是许多视网膜疾病的标志性特征。因此，应用针对视网膜疾病中的小胶质细胞的药物可以有效的缓解甚至治疗视网膜疾病。已证实可以抑制小胶质细胞的促炎功能的药物有以下几类：

2 视网膜疾病中针对小胶质细胞的药物

2.1 抗生素类

现有研究中不论是神经疾病或是视网膜疾病中针对小胶质细胞的抗生素中最常用的就是米诺环素。米诺环素是一种半合成四环素衍生物，可通过减少小胶质细胞的增殖，细胞因子和一氧化氮合酶的产生来抑制小胶质细胞的活化。米诺环素给药已被证明对视网膜疾病有益，如光诱导的视网膜损伤[3]，色素性视网膜炎[4]，青光眼[5]，激光诱导的脉络膜新血管形成[6]和视网膜缺血[7]。米诺环素的保护作用在于其对小胶质细胞的免疫调节作用，例如，在光诱导变性小鼠模型中，米诺环素通过减少T 细胞中活化的小胶质细胞的数量来保护外视网膜和光感受器。另外，在焦晓玲等人的实验中表明小胶质细胞的活化可能仅发生在视神经损伤后的早期，而米诺环素通过抑制小胶质细胞的活化而发挥RGCs 的保护作用[8]。外层视网膜和下调转运蛋白（TSPO）、CD68 和活化的小胶质细胞/巨噬细胞乳清酸性蛋白（AMWAP）的表达[9]。米诺环素在视网膜疾病中的神经保护作用更明显，它能提高BCL2 等存活基因的表达，降低激活的小胶质细胞的IL-1β、TNF-α 和IL-18等炎性基因的表达，从而减少小胶质细胞的激活[5,10]。多西环素和米诺环素一样是四环素类抗生素，在Scott 等的试验中说明也通过抑制小胶质细胞活化可以改善或延缓轻度至中度非增殖性糖尿病视网膜病变的视网膜功能和糖尿病视网膜病变进展[11]。

2.2 激素类

2.2.1 皮质醇

皮质醇是临床使用最多的一种糖皮质激素，是从肾上腺皮质中提取出的是对糖类代谢具有最强作用的肾上腺皮质激素，已被很好地证实可抑制小胶质细胞激活。在轴突切开术的动物模型中，皮质醇减少了活化小胶质细胞数量。这些小胶质细胞数量的降低与这些动物模型中RGC 存活率的增加相关[12,13]。目前许多文献报道曲安奈德（一种皮质类固醇）对各种原因所致的黄斑水肿和脉络膜新生血管有良好的治疗作用，如视网膜静脉阻塞性黄斑水肿、糖尿病性黄斑水肿、年龄相关性黄斑变性、增殖性糖尿病视网膜病变等。Penfold 等的实验结果表明在年龄相关黄斑变性中曲安奈德显著降低MHC-II 的表达与免疫细胞化学观察其揭示冷凝小胶质形态一致。视网膜下水肿和小胶质细胞形态的调制与体外观察表明炎症标志物和内皮细胞通透性的下调是曲安奈德的作用模式的显著特征[14]。

2.2.2

生长抑素近年来，关于生长抑素（SST）及其类似物对糖尿病视网膜病变及缺血性视网膜病变防治作用的研究已成为目前国内外研究的热点[15]。生长抑素是作用比较广泛的一种神经激素，它的主要作用是抑制垂体生长激素（GH）的基础分泌，也抑制腺垂体对多种刺激所引起的GH 分泌反应。而生长抑素对视网膜的作用呢？ Simó 等人发现SST 在视网膜内合成并具有神经保护和抗血管生成功能[16]，并且在Hernández 等人的研究中证实了SST可改善视力丧失，预防糖尿病引起的视网膜神经变性而引起视网膜中caspase-8 活性和细胞凋亡[17]。此外，小胶质细胞介导的炎症通过激活促凋亡和抑制促存活分子诱导周细胞凋亡，从而导致凋亡和生存信号通路之间的失衡，其中caspase-8 起主要和独立的作用。所有这些现象都强烈表明在DR 早期存在小胶质细胞和视网膜周细胞之间的串扰的障碍可能有助于血液 - 视网膜的破坏。而生长抑素能够抵消大多数这些破坏性影响，从而加强了这一假设该分子可能在预防DR（糖尿病视网膜病变）方面发挥作用[18,19]。另外有研究表明，前胸腺素α 衍生的六肽对视网膜缺血再灌注的神经保护作用[20]。

2.2.3 炔诺孕酮和褪黑素

最新的研究表明炔诺孕酮和褪黑激素也可以通过抑制小胶质细胞的活性来延缓视网膜疾病的发展。炔诺孕酮是一种黄体酮类似物，我们发现炔诺孕酮的神经保护作用依赖于抑制有害小胶质细胞活性，从而促进感光细胞生存。这是通过对小胶质细胞的直接作用以及通过直接作用实现的光感受器 - 小胶质细胞串扰的调节[21,22]。炔诺孕酮作为潜力提供了几种有吸引力的特征神经保护机制。首先，炔诺孕酮促进遗传中的光感受器存活，毒素诱导[21,23]以及光诱导的视网膜模型变性[22,24]。其次，炔诺孕酮作用于几种细胞类型，包括光感受器[21，22，25]，小胶质细胞[21]和Muller 细胞促进细胞存活。第三，炔诺孕酮操纵多个过程以巩固神经保护环境，例如生长因子供应[21,24]，氧化还原信号[24,26]，炎症[21,22]和神经胶质增生症。研究证明了炔诺孕酮神经保护的一个重要方面，即减轻遗传性视网膜变性小鼠模型中的神经胶质增生。大量研究表明，这是通过抑制小胶质细胞释放炎症因子，以及通过调节Müller细胞中转录因子pSTAT3 的可用性来实现的。除此之外，研究还强化了炔诺孕酮作为视网膜退行性疾病治疗药物的潜力[22]。另外褪黑激素对于遗传性视网膜色素变性也有积极作用。数据表明，褪黑激素延迟常染色体隐性视网膜色素变性小鼠模型中的光感受器变性。褪黑激素可以通过潜在地衰减凋亡、反应性胶质、和在小鼠小胶质细胞活化改善视网膜变性。此外，这些结果表明褪黑激素是一种有希望提高人RP 中光感受器存活的药物[27]。

2.3 中药类

2.3.1 染料木黄酮

染料木黄酮是一种存在于豆科植物和齿状植物中的天然异黄酮化合物，通过充当酪氨酸激酶抑制剂抑制TNF-α 的释放并显著抑制活化的小胶质细胞中的ERK 和P38 磷酸化。这些发现显示染料木黄酮通过干扰发生在活化小胶质细胞中的炎症信号（ERK和P38 MAPKs）来有效抑制糖尿病诱导的视网膜炎症。染料木黄酮的这种有益作用可能代表了一种新的干预疗法，可在糖尿病患者视力丧失发生之前调节早期病理途径[28]。与染料木黄酮相似，在急性高眼压的动物模型中天麻素也靶向抑制小胶质细胞因子和P38 MAPK 通路以保护RGC[29]。

2.3.2 芍药甙

芍药甙是一种单萜葡萄糖苷，对小胶质细胞具有有效的免疫调节作用。在Zhu 的实验中，芍药甙在BV2 细胞中诱导细胞因子信号传导3（SOCS3）表达抑制和MMP-9（基质金属蛋白酶9）活化减少[30]。芍药甙对SOCS3 的作用被TLR4 抑制剂消除。在链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病小鼠中，芍药甙诱导SOCS3 表达并降低MMP-9 活化。芍药甙抑制STZ 诱导的IBA-1 和IL-1β 表达并降低STZ 诱导的高血糖水平。芍药甙在糖尿病视网膜病变中通过上调SOCS3 抑制TLR4/NF-κB 途径抑制高葡萄糖诱导的视网膜小胶质细胞MMP-9 表达和炎症反应[30]。

2.3.3 生物类黄酮（槲皮素、黄芩素）

槲皮素（Qctn； 3，30，40，5，7- 五羟基黄酮）是蔬菜和水果中常见的黄酮醇，是人类饮食中的主要生物类黄酮。已经发现它具有强抗氧化，抗炎，抗血管生成，神经保护和抗凋亡的性质。Kumar 等的实验发现生物类黄酮如槲皮素的神经保护作用涉及对糖尿病视网膜的多重作用[32]。槲皮素通过（1）糖尿病视网膜中潜在的抗氧化活性，通过积极调节抗氧化酶和改善GSH（谷胱甘肽）水平，显示出显著的预防效果；（2）通过阻止小胶质细胞的活化从而释放细胞因子，抑制NF-κB 和caspase-3 活性，具有潜在的抗炎和抗细胞凋亡特性；（3）通过抑制视网膜内层AQP4（水通道蛋白4）的表达来预防视网膜水肿。基于这些发现，可以得出结论，生物类黄酮，如槲皮素可有效治疗糖尿病引起视网膜神经退行性和氧化应激的保护[31]。在朱玉婷等人的研究中表明槲皮素可以抑制TLR4 改善高糖对小胶质细胞的激活，减少NO 的释放，降低TNF-α、IL-1β、iNOS mRNA 的表达水平，同时减少致炎因子IL-1β 和TNF-α 的产生，从而抑制炎性反应[32]。另外还有一种中药黄芩素，黄芩素来源于黄芩的根部，是黄芩中含量最高的黄酮类化合物之一。在Yang 的研究中表明黄芩素治疗改善糖尿病诱导的小胶质细胞激活和促炎表达，减少Müller 细胞的GFAP 和VEGF 表达，并显着减少视网膜内血管异常和神经节细胞丢失[33]。

2.4 腺苷A2A 受体拮抗剂和咖啡因

Boia R 等的研究表明，视网膜缺血后开始用选择性A2AR 拮抗剂KW6002 进行口服治疗，可有效减少神经炎症，并为视网膜提供保护[34]。此外，他们还证明咖啡因给药在短暂视网膜缺血模型中双重调节小胶质细胞反应性和细胞死亡，这取决于再灌注时间：它最初加剧小胶质细胞反应性并增加神经元死亡，而它提供持续和延时的小胶质细胞反应性保护和视网膜中的神经保护作用[34]。咖啡因的作用是通过阻断腺苷受体来控制的，主要是A2AR 和A1R。实际上，当介导神经保护时，A2AR 似乎是咖啡因的主要靶点[34]。表明可以进一步研究A2AR 拮抗剂以治疗视网膜缺血性疾病或神经退行性疾病。在Elsherbiny NM 的试验也表明腺苷激酶抑制剂（ABT-702）可减轻糖尿病视网膜病变的炎症，并且ABT-702 的抗炎作用中的参与受到AGA 处理的小神经胶质细胞中。腺苷A2A受体拮抗剂的TNF-α 释放阻断作用的支持[35]。

2.5 纳洛酮

2.6 其他药物

除了上述药物之外，由活化的小胶质细胞产生的蛋白质具有反调节小胶质细胞增生的潜力。其中一种蛋白是AMWAP（巨噬细胞乳清酸性蛋白），其外源给药已显示通过抑制NF-κB（核因子κB）途径调节小胶质细胞反应性。在用LPS 攻击的培养的小胶质细胞中，AMWAP 降低IL-6，iNOS（诱导型一氧化氮合酶），CCL2（一种趋化因子）和TNF-α 的表达。此外，来自AMWAP 处理的LPS 激活的小胶质细胞的条件培养基显示出增加661W 感光细胞的存活率[38]。由活化的小胶质细胞产生的另一种感兴趣的蛋白质是IGF-1（类胰岛素一号增长因子，促生长因子），已被证实在视网膜色素变性的rd10 小鼠模型中具有神经保护作用。然而，Arroba 等证明小胶质细胞需要用IGF-1 实现神经保护[39]。在氧诱导视网膜病变的小鼠模型中，使用ω-3 多不饱和脂肪酸（ω-3PUFA）减弱TNF-α 合成并减轻其发病机制[40]。类似地，通过下调TNF-αmRNA，使用醛固酮合成酶抑制剂FAD286 减少氧诱导的视网膜病变模型中的新血管形成和新生血管簇[41]。还有很多其他药物通过对小胶质细胞的抑制来延缓视网膜疾病的病情，如二氧化铈纳米颗粒、IL-6 和σ1 受体（σR1）激动剂。

综上所述，激活的小胶质细胞在不仅涉及神经元而且涉及血管的不同视网膜病变中起关键作用是明确的。因此，当致力于减少视网膜损伤并最终导致视力损害时，活化小胶质细胞的抑制应该是主要目标。因此，未来的研究应该集中以加强我们对视网膜中激活的小胶质细胞的作用的更好理解，以更好地管理视网膜损伤。小胶质细胞介导的炎症是不同病理变化的主要原因，应首先考虑使用抗炎剂抑制小胶质细胞激活以更好地抑制视网膜损伤。许多实验证明，地塞米松，木香烃内酯和一些中草药产品如天麻素和灯盏花素有效地抑制小脑胶质细胞在脑损伤中产生促炎介质。另外一些药物还抑制调节小胶质细胞活化中的相关信号传导途径，放射性标记的PK11195（TSPO 配体）与活化的小胶质细胞的结合在脑损伤中也已有报道。

3 小结和展望

尽管已经研究了许多化合物在调节小胶质细胞介导的炎症方面的功效，但由于小胶质细胞的多方面作用，科学界尚未达成确定的治疗策略。祖国医学有着丰富的药物资源，但目前中医药对小胶质细胞影响的研究还较少，有巨大潜力待挖掘。显然，需要进一步研究以确定可以增强小胶质细胞治疗视网膜疾病的神经保护作用的潜在治疗策略和策略。